Вплив радіоактивного забруднення на флору
Курсовой проект - Экология
Другие курсовые по предмету Экология
що відрізняється максимальною надійністю геному, яка становить близько 105 еВ. Така надійність геному зумовлена головним чином інтенсивними процесами диилоїдоспецифічної репарації ДНК, тому завдяки різко підвищеному порівняно з мікроорганізмами вмісту ДНК у ядрі їхня радіочутливість є не настільки високою. Залежно від вмісту ДНК у ядрі (який варіює в них від 10 до 1000 пг) Do для вищих рослин коливається від одиниць до сотень грей. Проте це показник радіорезистентності лише клітин вищих рослин. Щоб спричинити загибель паростків, а тим більше дорослих рослин, потрібні поглинені дози випромінювання у десятки і сотні разів більші, особливо у випадку хронічного впливу [26].
Деякі уявлення про радіорезистентність вищих рослин при хронічному опромінюванні дають експерименти на гамма-полях, у тому числі з розміщенням гамма-джерел у лісах. Такі роботи проводились у Великій Британії (А. Сперроу), США (Г. Вудвелл), Пуерто-Рико (Г. Одум і Р. Піджін), Росії (М. В. Тимофєєв-Ресовський). Ці дослідження довели, що найменш радіорезистентними з вищих рослин є хвойні, насамперед сосна: голки її починають жовтіти, а потім обпадають уже за потужності поглиненої дози випромінювання близько 0,1 Гр/добу (10 рад/добу) чи 35 Гр (3500 рад) на рік. Майже таку саму чутливість до опромінення виявляють сосни у разі випадання радіонуклідів. Так, для аварії на Південному Уралі в 1957 p., а також на Чорнобильській АЕС характерний рудий ліс великі масиви соснового лісу з поруділою хвоєю. Той факт, що хвойні, принаймні зовні, є найбільш радіочутливими рослинами, змушує розглянути це явище докладніше. Порудіння і потім обпадання хвої наслідок впливу не стільки інкорпорованого, скільки зовнішнього опромінення (наприклад, від радіоактивної хмари, що виникла під час аварії і містила багато короткоіснуючих радіонуклідів). Коренева система дерев у ґрунті, що сорбував основну масу радіонуклідів, постраждала відносно мало, як і клітини камбію, що здатні пробуджуватися і давати нові паростки з нормальною хвоєю.
4.2 Чутливість рослин до хронічного опромінювання
Для того щоб дерево чи чагарник загинули внаслідок радіонуклідного забруднення, потрібно не тільки інактивувати значну частину клітин їхніх точок росту, тобто кінчиків коренів і паростків, а й знищити значну частину клітин камбію, здатних пробуджуватися і давати початок новим точкам росту. Завдяки такому захисному барєру криві виживаності дерев і чагарників мають зазвичай великі плечі й нахили, зумовлені рівнем Dо для їхніх клітин, унаслідок чого вони стають подібними до кривих виживаності найпростіших. Тому відомості про рівень Do у випадку опромінення дерев (та й інших рослин) дають значно занижені оцінки їхньої радіорезистентності [26].
Численні експерименти з гострого і хронічного опромінювання насіння і наростків різних рослин засвідчили, що граничною дозою, нижче за яку в жодних рослин не вдається спостерігати інших наслідків опромінювання, крім променевого стимулювання, є доза 10 Гр, що приблизно відповідає поверхневій активності радіонуклідів 3,7 х 1014 Бк/км2 (104 Кі/км2) у перерахунку на хронічне опромінювання протягом року. Ця оцінка враховує результати вивчення рослин і в лабораторних експериментах, і в природних умовах. Найчутливішими до впливу радіонуклідів є насіння, паростки і дерева сосни, інші деревні значно стійкіші, ще більш радіорезистентні чагарники і, нарешті, трави. Тому трави (принаймні деякі види їх) можуть витримувати хронічне опромінювання дозою до 10 Гр/добу, що відповідає поверхневій активності радіонуклідів на забрудненій території до 3,7 х 1014 Бк/км2 (104 Кі/км2) і більше. Цей інтервал - від 3,7 х 1013 до 3,7 х 1015 Бк/км2 (103-105 Кі/км2) - можна вважати ушкоджувальним для лісових рослин.
Хронічний вплив градієнта гамма-випромінювання на дубово-сосновий ліс показано на мал. 4.1. Потужність дози 0,02 0,05 Гр/добу, або 2 5 рад/добу (що становить близько 10 20 Гр/рік, або 1000 2000 рад/рік), не впливає на рослини такого лісу. У разі потужності дози близько 0,10,2 Гр/добу (10 20 рад/добу) почне реагувати сосна, у якої згодом буріє та обпадає хвоя. Потужність поглиненої дози випромінювання 0,051 Гр/добу, або5100 рад/добу (тобто 10 3,5 102 Гр/рік), призводить до зменшення видової різноманітності лісу і збільшення кількості комах-паразитів, що віддають перевагу пригніченим рослинам. Потужність поглиненої дози випромінювання, яка перевищує 1 Гр/добу (100 рад/добу), чи 3,5 102 Гр/рік, призводить до загибелі вищих рослий, які практично вимирають при 5 Гр/добу (500 рад/добу), чи 3,5 104 Гр/рік.
Мал. 4.1. Вплив градієнта хронічного гамма-випромінювання на дубово-сосновий ліс (за І.О. Одумом, 1975)
Найбільш радіорезистентними з лісових рослин є дрібні чагарники і трави, такі як верес, осока та інші, в яких значна частина рослини розміщена під землею і після припинення опромінювання дає кореневі паростки, що швидко відростають. Рекордсменом щодо цього є травяниста рослина Panicum sanguinale, яка утворює в разі хронічного опромінювання за потужності поглиненої дози 10 Гр/добу (1000 рад/добу) замість звичайної суміші багатьох видів різнотравя і злаків чистий травостій [26].
4.3 Вплив радіонуклідів на популяції рослин
Таким чином, можна обґрунтовано вважати, що поверхнева активність радіонуклідів території приблизно до рівня 3,7 103 Бк/км2 (103 Кі/км2) ніяк не впливатиме на проживання на ній мікроорганізмів і рослинність. Це нижня межа радіорезистентності цих організмів. Насправді їхня радіорезистентність є ще вищою. По-перше, ефект х